LABORATORIO N1. MEDIDAS DIRECTAS

Pedro A. Martínez Gutiérrez – 505823 Gabriel Sebastián Cediel – 505770

Mecánica y Laboratorio

Programa Ingeniería Civil Universidad Católica de Colombia

RESUMEN En esta práctica se estudian los conceptos de error e incertidumbre asociados a un proceso de medida y como deben reportarse. Estos dos conceptos básicos son esenciales en cualquier proceso experimental de las ciencias básicas y la ingeniería, por consiguiente es importante que el estudiante aprenda a usarlos correctamente. En esta práctica se trabaja la toma y reporte de medidas directas con su incertidumbre que corresponde al error instrumental, del calibrador manual, la regla, el cronómetro, el dinamómetro. El estudiante entenderá la importancia de reportar todo dato experimental con su respectiva incertidumbre y unidades.

OBJETIVOS 1. Hacer una breve introducción sobre medición y error instrumental en la práctica a realizar y explicar el objetivo de la experiencia. 2. Establecer las clases de error y su tratamiento. 3. Acompañar al estudiante resolviendo dudas de carácter conceptual, metodológico y procedimental. 4. Fomentar la ética y la responsabilidad en el trabajo académico y en el ámbito profesional. 5. Fomentar la auto-reflexión crítica en el estudiante que permita la formación de ingenieros comprometidos con la sociedad y su proyecto de vida. 6. Corregir y retroalimentar los informes de laboratorio. 7. Aplicar y verificar en contexto los temas desarrollados en clase. 8. Formar al estudiante en la toma y reporte de datos de experiencias concernientes a la mecánica clásica.

MARCO DE REFERENCIA

Errores en la medición El error se define como la diferencia entre el valor verdadero y el obtenido experimentalmente. Los errores no siguen una ley determinada y su origen está en múltiples causas. Atendiendo a las causas que lo producen, los errores se pueden clasificar en dos grandes grupos: errores sistemáticos y errores accidentales.

Se denomina error sistemático a aquel que es constante a lo largo de todo el proceso de medida y, por tanto, afecta a todas las medidas de un modo definido y es el mismo para todas ellas. Estos errores tienen siempre un signo determinado y las causas probables pueden ser: Errores instrumentales (de aparatos); por ejemplo, el error de calibrado de los instrumentos. Error personal: Este es, en general, difícil de determinar y es debido a las limitaciones de carácter personal. Como, por ejemplo, los errores de paralaje, o los problemas de tipo visual. Errores de método de medida, que corresponden a una elección inadecuada del método de medida; lo que incluye tres posibilidades distintas: la inadecuación del aparato de medida, del observador o del método de medida propiamente dicho. Se denominan errores accidentales a aquellos que se deben a las pequeñas variaciones que aparecen entre observaciones sucesivas realizadas por el mismo observador y bajo las mismas condiciones. Las variaciones no son reproducibles de una medición a otra y se supone que sus valores están sometidos tan sólo a las leyes del azar y que sus causas son completamente incontrolables para un observador. Conceptos de exactitud, precisión y sensibilidad En lo que se refiere a los aparatos de medida, hay tres conceptos muy importantes a definir: exactitud, precisión y sensibilidad. La exactitud se define como el grado de concordancia entre el valor “verdadero” y el experimental. De manera que un aparato es exacto si las medidas realizadas con él son todas muy próximas al valor “verdadero” de la magnitud medida.

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La precisión hace referencia a la concordancia entre las medidas de una misma magnitud realizadas en condiciones sensiblemente iguales. De modo que, una aparato será preciso cuando la diferencia entre diferentes mediciones de una misma magnitud sean muy pequeñas.

La sensibilidad de un aparato está relacionada con el valor mínimo de la magnitud que es capaz de medir. Por ejemplo, decir que la sensibilidad de una balanza es de 5 mg significa que, para masas inferiores a la citada, la balanza no acusa ninguna desviación. Normalmente, se admite que la sensibilidad de un aparato viene indicada por el valor de la división más pequeña de la escala de medida. En muchas ocasiones, de un modo erróneo, se toman como idénticos los conceptos de precisión y sensibilidad, aunque ya hemos visto que se trata de conceptos diferentes.

MATERIALES

Materiales Definición

Balanza

Instrumento para pesar mediante la comparación del objeto que se quiere pesar con otro de peso conocido; en su forma más sencilla consiste en dos platos que cuelgan de una barra horizontal que está sujeta en su centro y permanece nivelada cuando alcanza el equilibrio; el objeto que se desea pesar se coloca en uno de los platos, y en el otro se van colocando pesas hasta nivelar horizontalmente la barra

Tornillo micrométrico - micrometro

El micrómetro, que también es denominado tornillo de Palmer, calibre Palmer o simplemente palmer, es un instrumento de medición que sirve para valorar el tamaño de un objeto con gran precisión, en un rango del orden de centésimas o de milésimas de milímetro (0,01 mm y 0,001 mm respectivamente).

Calibrador o Pie de Rey

El Calibrador o Pie de Rey es un instrumento utilizado para medir dimensiones de objetos relativamente pequeños, desde centímetros hasta fracciones de milímetros (1/10 de milímetro, 1/20 de milímetro, 1/50 de milímetro).

Regla

Instrumento para medir y trazar líneas rectas que consiste en una barra rectangular y plana graduada en centímetros y milímetros.

Dinamometro

Instrumento para medir fuerzas, basado en la capacidad de deformación de los cuerpos elásticos.

Materiales Definición

Cronometro

Reloj de gran precisión que permite medir intervalos de tiempo muy pequeños, hasta fracciones de segundo.

BIBLIOGRAFÍA Técnicas Auxiliares de Laboratorio. Capítulo 1. Errores. Disponible en: Técnicas Auxiliares de Laboratorio.pdf